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系统设计

1. 密钥生成：使用C语言和OpenSSL库生成RSA密钥对，包括公钥和私钥。公钥被嵌入到安全芯片中，而私钥则安全地存储在公司的服务器上。

2. 数据加密：耗材的生产信息（如序列号、生产日期、批次号等）在公司的服务器上使用私钥进行加密。

3. 数据存储：加密后的数据被存储在耗材上的安全芯片中。

4. 数据验证：当耗材被使用时，医疗设备会读取安全芯片中的数据，并使用嵌入在芯片中的公钥进行解密，以验证耗材的真伪。

代码实现

使用C语言和OpenSSL库实现的RSA密钥生成、数据加密和解密的示例代码：

#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/err.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 生成RSA密钥对
void generate_rsa_keys(RSA **private_key, RSA **public_key) {
    *private_key = NULL;
    *public_key = NULL;

    BIGNUM *bn = BN_new();
    BN_set_word(bn, RSA_F4); // e = 65537

    *private_key = RSA_new();
    RSA_generate_key_ex(*private_key, 2048, bn, NULL);

    *public_key = RSA_public_dup(*private_key);

    BN_free(bn);
}

// 使用公钥加密数据
int encrypt_data(unsigned char *plaintext, int plaintext_len, RSA *public_key, unsigned char **ciphertext) {
    int encrypted_len = RSA_public_encrypt(plaintext_len, plaintext, *ciphertext, public_key, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
    return encrypted_len;
}

// 使用私钥解密数据
int decrypt_data(unsigned char *ciphertext, int ciphertext_len, RSA *private_key, unsigned char **plaintext) {
    int decrypted_len = RSA_private_decrypt(ciphertext_len, ciphertext, *plaintext, private_key, RSA_PKCS1_OAEP_PADDING);
    return decrypted_len;
}

int main() {
    RSA *private_key = NULL, *public_key = NULL;
    unsigned char *encrypted_data = NULL, *decrypted_data = NULL;
    int encrypted_data_len, decrypted_data_len;
    unsigned char data[] = "Serial Number: 12345";

    generate_rsa_keys(&private_key, &public_key);

    encrypted_data_len = encrypt_data(data, strlen((char *)data), public_key, &encrypted_data);
    if (encrypted_data_len == -1) {
        fprintf(stderr, "Encryption failed.\n");
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        return 1;
    }

    decrypted_data_len = decrypt_data(encrypted_data, encrypted_data_len, private_key, &decrypted_data);
    if (decrypted_data_len == -1) {
        fprintf(stderr, "Decryption failed.\n");
        ERR_print_errors_fp(stderr);
        return 1;
    }

    printf("Decrypted data: %s\n", decrypted_data);

    // 清理资源
    RSA_free(private_key);
    RSA_free(public_key);
    OPENSSL_free(encrypted_data);
    OPENSSL_free(decrypted_data);

    return 0;
}

注意事项

• 密钥管理：确保私钥的安全存储，防止泄露。
• 错误处理：在实际应用中，需要添加错误处理机制，确保系统的健壮性。
• 性能优化：RSA算法计算量大，可能影响性能，需要进行优化。